賴 瓊

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛西北大隊(duì)，江西 九江 332000）

傳統(tǒng)的地質(zhì)樣品測定方法主要為化學(xué)測定法以及粉末發(fā)射光譜法。但是這樣的測定方法往往具有一定的不準(zhǔn)確性。測定時(shí)間較長，且測定過程中極易收到外界因素干擾導(dǎo)致測定結(jié)果不準(zhǔn)確，而且測定花費(fèi)的成本較高。經(jīng)過對測定方法的研究，ICP-AES 可以滿足上述測定需求，同時(shí)對于硼的揮發(fā)以及污染問題也可以很好解決。為此本文中通過進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步說明ICP-AES 測定地質(zhì)樣品中鈹，硼和鎵測定價(jià)值，旨在為相關(guān)測定實(shí)踐提供理論支撐。

1 測定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

（1）本次實(shí)驗(yàn)涉及的設(shè)備。實(shí)驗(yàn)儀器主要選擇Thermo Fisher 7000型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀。對于儀器的使用需要先將儀器預(yù)熱，而后進(jìn)行波長校正，校正結(jié)束后自動(dòng)在最終偏差項(xiàng)中給出光柵偏移位置，保證儀器使用的初步設(shè)置。而后對儀器鈹測定進(jìn)行相關(guān)參數(shù)設(shè)置。參數(shù)設(shè)置過程中需要主要注意的有4點(diǎn)：其一，載氣流量設(shè)置為0.4L/min。其二，冷卻后氣流量為15L/min；其三，樣品提升量控制在1.1ml/min；其四，霧化器壓力為10Pa。將這些儀器參數(shù)設(shè)置完成后，接下來就可以選擇測定實(shí)驗(yàn)過程中需要用到的化學(xué)制劑。

（2）該實(shí)驗(yàn)涉及到的溶劑。根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，在溶液中各種金屬元素含量需要進(jìn)行科學(xué)的控制，比如硼含量為0.2μg/ml，鈹0.2μg/ml，鎵2μg/ml。并且對于H3PO4，H2SO4等化學(xué)試劑需要使用優(yōu)級純低空白試劑，將前兩種化學(xué)試劑使用等比例配合，配合結(jié)束后，將配合完成的試劑放入到密封的塑料瓶中進(jìn)行保存。注意，本次實(shí)驗(yàn)中用到的水，均是二次蒸餾水，防止水中元素影響實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性[1]。

（3）地質(zhì)樣品測定操作過程。完成上述的實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作，接下來就可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測定的重要環(huán)節(jié)。首先，需要取少量的地質(zhì)樣品，注意需要使用精準(zhǔn)稱稱取，稱取量控制為0.1g即可，將稱取后的地質(zhì)樣品放入裝有聚四氟乙烯的裝置內(nèi)，同時(shí)在裝置內(nèi)放入上述準(zhǔn)備的1:1劑量的H3PO4溶液，溶液量控制在1ml 即可。1:1 劑量的H2SO4溶液，溶液量也是1ml，在放入HF溶液，溶液劑量為6ml。將裝有這些物質(zhì)的裝置放置到相應(yīng)的設(shè)備上進(jìn)行加熱處理。加熱的目的主要是將地質(zhì)樣品分解。通過觀察H2SO4冒白煙，白煙持續(xù)2min-3min左右，停止對裝置加熱，將裝置進(jìn)行冷卻處理，帶其冷卻后，將之前準(zhǔn)備的HCL化學(xué)試劑與蒸餾水混合試劑倒入其中。而后將裝置內(nèi)的物品倒入比色管，倒入量控制在10ml，作為本次實(shí)驗(yàn)研究的制備試劑。而后使用測定儀器進(jìn)行測定。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（1）地質(zhì)樣品分解。①分解注意事項(xiàng)。經(jīng)過不斷研究顯示硼具有一定的揮發(fā)性，且在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中有極大的空白值，而且化學(xué)物質(zhì)較為不穩(wěn)定，可以使用化學(xué)試劑磷酸來進(jìn)一步控制硼的揮發(fā)。對于這樣的情況主要說明HF 在實(shí)驗(yàn)過程中并沒有全部清除干凈，還有存留。所以在使用儀器測定過程中，儀器中會(huì)出現(xiàn)硼，導(dǎo)致儀器測定過程中出現(xiàn)污染情況[2]。②分解污染處理。想要保證硼污染的有效控制，就需要完全清楚實(shí)驗(yàn)中的HF，通過在樣品加熱分解過程中，加大加熱程度同時(shí)替換原本的HCLO2試劑，使用H2SO4進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的地質(zhì)樣品分解環(huán)節(jié)往往不能達(dá)到這樣的效果，特別是對于地質(zhì)樣品中的硅酸鹽物質(zhì)的分解。所以在本次研究中地質(zhì)樣品的分解主要使用H3PO4與H2SO4進(jìn)行處理，這樣來，一定程度上提升地質(zhì)樣品分解效率，提升鈹?shù)目瞻字?，還可以有效避免在儀器測定過程中出現(xiàn)的硼污染情況發(fā)生。

（2）分析線選擇。測定過程中分線選擇可以在一定程度上提升的實(shí)驗(yàn)測定的靈敏度。在正常的實(shí)驗(yàn)測定過程中，一般會(huì)選擇249.7nm 的分析先進(jìn)行測定。但是由于地質(zhì)樣品中含有一定的鐵離子，鐵離子對于實(shí)驗(yàn)測定鈹有干擾，而且操作起來具有一定的難度，對于這樣的情況，硼分線為209.8nm。鎵分線采用294.7nm，鈹分線313.0nm。

表1 14 種樣本中鈹含量的情況

表2 14 種樣本中硼含量的情況

表3 14 種樣本中鎵含量的情況

（3）樣品檢出限。測定實(shí)驗(yàn)中的檢出限情況往往是通過的分析線數(shù)值進(jìn)行測定的，在實(shí)驗(yàn)中以0.1g 樣本為基準(zhǔn)進(jìn)行參考，計(jì)算出實(shí)際數(shù)據(jù)，本次實(shí)驗(yàn)中硼檢出限為0.2μg/mL。鈹檢出限為0.2μg/mL，鎵檢出限1μg/mL。本次地質(zhì)樣品測定過程中，三種物質(zhì)的檢出限都可以滿足ICP-AES 的測定標(biāo)準(zhǔn)以及測定分析需要。

（4）鈹?shù)幕瘜W(xué)性質(zhì)。2017 年，世界衛(wèi)生組織國際癌癥機(jī)構(gòu)就已經(jīng)公布了致癌物質(zhì)清單，鈹在一類致癌清單中。對于鈹?shù)倪@一特點(diǎn)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測定過程中需要尤為注意，在制備過程中，需要做好相應(yīng)的防護(hù)措施，同時(shí)盡量不使用含鈹?shù)牟Ａ萜鳎乐贡惠椛洹?/p>

（5）地質(zhì)樣品分析。本次實(shí)驗(yàn)測定過程中，對國家地球化學(xué)標(biāo)樣的14 個(gè)樣本進(jìn)行分析，分析鈹，硼和鎵測定情況如表1，表2，表3 所示。本次實(shí)驗(yàn)測定過程中，通過表1 數(shù)據(jù)可以很好的發(fā)現(xiàn)，在不同地質(zhì)樣本的測定過程中鈹?shù)臏y量值與標(biāo)準(zhǔn)值相差不多，且相對誤差較小。說明使用ICPAES 對地質(zhì)樣本的測定具有一定的精準(zhǔn)性，同時(shí)對一份溶液進(jìn)行重復(fù)測定，驗(yàn)證了測定方法的精密情況，可以很好的滿足的儀器測定地質(zhì)樣本中的鈹物質(zhì)。

3 實(shí)驗(yàn)測定難點(diǎn)分析

本次地質(zhì)樣本的鈹測定使用的是ICP-AES 電感耦合等離子距作為激發(fā)光源的光譜分析法。該種方法在測定過程中具有一定測定難點(diǎn)，其一，在進(jìn)行化學(xué)藥劑使用制備測定藥劑過程中，使用加熱的方式進(jìn)行處理，由于地質(zhì)樣品中含有的化學(xué)種類較多，存在的化學(xué)物質(zhì)也較多，在一定程度上存在危險(xiǎn)有毒物質(zhì)。受到極高溫度會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)，極易導(dǎo)致出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)測定人員中毒情況。同時(shí)地質(zhì)樣本中的B 制備環(huán)節(jié)極易出現(xiàn)損耗，這些在測定過程中都需要全面考慮，在傳統(tǒng)的測定過程中，對于制備溶液過程中出現(xiàn)的B 損耗沒有辦法解決。但是使用電感耦合等離子距作為激發(fā)光源的光譜分析法可以解決。在制備環(huán)節(jié)中在樣本中加入硫酸，就可以很好的抑制B 的揮發(fā)，減低了地質(zhì)樣本測定中數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定性。其二，利用電感耦合等離子距作為激發(fā)光源的光譜分析法，可以實(shí)現(xiàn)在地質(zhì)樣品測定中的大批量鈹?shù)臏y定，這是傳統(tǒng)測定方式不能滿足的，而且在大批量測定過程中，也不會(huì)因?yàn)閿?shù)量的增多導(dǎo)致測定數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定。同時(shí)該種儀器除了可以測定地質(zhì)樣品中的鈹情況，還可以測量其他金屬或者非金屬物質(zhì)，比如硼與鎵等物質(zhì)。測定范圍較廣，測定準(zhǔn)確性較高，測定安全性較好，測定精密程度更是相較于傳統(tǒng)測定方式更為優(yōu)質(zhì)?？梢赃M(jìn)一步在工業(yè)地質(zhì)樣本金屬測定中推廣使用。

4 總結(jié)

綜上所述，本次研究中使用電感耦合等離子距作為激發(fā)光源的光譜分析法對地質(zhì)樣本中的鈹進(jìn)行測定，測定結(jié)果顯示該測定技術(shù)具有很好的精密性，本次實(shí)驗(yàn)中對14 個(gè)不同的國家地球化學(xué)標(biāo)樣進(jìn)行測定，測定結(jié)果均顯示鈹?shù)暮颗c標(biāo)準(zhǔn)含量相接近。這充分說明了ICP-AES 測定地質(zhì)樣品中鈹?shù)木珳?zhǔn)度較高，同時(shí)還具有一定的精密度，且測定過程較為便捷，且測定花費(fèi)的成本較低可以將ICP-AES 測定方法在工業(yè)生產(chǎn)過程中推廣使用。